Optimizations based on temporal coherence for render farms

Abstract

Bu çalışma dağıtık görselleme ortamları ya da diğer bir deyişle görselleme çiftlikleri için zamansal tutarlılığı kullanan bir optimizasyon tekniği önermektedir. Zamansal tutarlılık görüntünün ardışık kareleri arasındaki benzerlikleri ifade eder ve hareketli görüntüler için en önemli özelliklerden biridir. Önerilen yaklaşım görselleme çiftliğindeki işçi bilgisayarlar ve kontrolcü bilgisayar arası iletişim yükünü ve isçilerin aralarındaki işlem yükü dengesizliklerini azaltmak için zamansal tutarlılıktan faydalanan iki ayrı metot kullanmaktadır. Ağ iletişimi yükünü azaltmak için çıktı görüntüler H.264 codec'i ile sıkıştırılmıştır. İşlemsel yük dengesini kurabilmek için ise zamansal tutarlılık kavramından faydalanan bir kalan süre tahmin etme yöntemi geliştirilmiştir. Ancak bu iki yöntemin en verimli çalıştığı iş dağıtım biçimleri farklıdır. Bu nedenle bu iki metodun birlikte olabildiğince verimli çalışabilmesini sağlayan yeni bir iş dağıtımı algoritması geliştirilmiştir.Anahtar Kelimeler: dagıtık görselleme, görselleme çiftliği, yük dengeleme, animasyon görselleme, zamansal tutarlılık, kareler arası tutarlılık, video kodlama

Temporal coherence is very important for various computational motion picture applications. Animation rendering and video encoding are good examples of these applications. This study proposes an optimization technique using temporal coherence for distributed animation rendering environments so called `Render Farms`. The proposed approach consists of separate procedures for reducing the network communication cost and providing dynamic computational load balancing between render farm worker computers. The network communication cost between the render farm controller and the workers is reduced by compressing the output images with the H.264 video codec which provides significant compression as the coherence between the adjacent frames increases. In addition, computational load balancing is achieved by a cost prediction method based also on temporal coherence. However, these two methods work best with different task distribution schemes. Therefore, these two optimizations are combined with a new task distribution algorithm considering the tradeoffs.Keywords: distributed rendering, render farm, load balancing, animation rendering,temporal coherence, temporal coherence, video encoding